Unidade IV

ORGANIZAO DE COMPUTADORESCOMPUTADORES

Prof. Antnio Palmeira

Contedo da Unidade IV

Entender as portas lgicas e o seu funcionamento com interface entre o hardware e software de baixo nvel.

Conhecer a importncia do barramento e a evoluo constante dos chips dos processadores.

Portas lgicas

Trabalham com base binria, que tem como unidade bsica o bit.

Possuem duas variveis importantes, (entrada e a sada), em que a funo recebe uma quantidade de entrada que ser calculada pelas portas lgicas para resultar nas sadas do problema.

PORTAPORTA LGICAENTRADA SADA

Porta Lgica AND

Executa a funo AND. Esta porta recebe no mnimo duas

entradas e produz uma sada. Nas entradas A e B so inseridos bits e

realizado o clculo que resulta na sadarealizado o clculo que resulta na sada S.

Porta AND e a Funo AND

Pode ser comparada operao aritmtica de multiplicao.

S = A . B

Porta AND com 3 entradas

Grfico de uma Porta AND

Exemplos de aplicao: Porta AND

Porta Lgica OR

A porta OR bsica recebe duas entradas e produz uma sada.

Nas entradas A e B, so inseridos bits e realizado um clculo que resulta na sada S.

A porta OR est diretamente atrelada funo OR.

Porta OR e Funo OR

Sempre que houver algum bit 1 de entrada, teremos 1 como sada, ou seja, s teremos 0 na sada quando todas as entradas forem 0.

S = A + B

Porta OR com 3 entradas

Grfico de uma Porta OR

Exemplo de aplicao: Porta OR

Interatividade

Um processador sofre uma interrupo quando um usurio do computador digita algo no teclado ou utiliza o mouse. Se quisermos representar entradas e sadas com porta lgica, qual ou quais devemos utilizar?utilizar? a) Porta AND com 2 entradas.b) Porta OR com 3 entradas.c) Porta AND com 3 entradas.d) Portas AND e OR com 2 entradasd) Portas AND e OR com 2 entradas.e) Porta OR com 2 entradas.

Porta Lgica NOT

Recebe apenas uma entrada e produz uma sada.

Na entrada A inserido o bit e ento realizado um clculo que resulta na sada S.

A porta NOT est diretamente atrelada funo NOT.

Funo NOT e Grfico de uma Porta NOT

Sempre ir inverter o valor de entrada. Se entrar 0, sair 1, e se entrar 1 o

resultado ser 0.

Porta Lgica NAND

uma mistura da porta AND com a NOT, ou seja, realiza-se primeiro a funo AND e o resultado equivale entrada da funo NOT.

Porta NAND e Funo NAND

Repare que a NAND o inverso da funo AND, pois aps se realizar a funo AND, inverter-se- o bit com o NOT.

Porta NAND com 3 entradas

Porta Lgica NOR

uma mistura da porta OR com a NOT, ou seja, realiza-se primeiro a funo OR e o resultado equivale entrada da funo NOT.

Porta NOR e Funo NOR

Repare que a NOR o inverso da funo OR, pois aps realizar a funo OR, inverte-se o bit com o NOT.

Porta NOR com 3 entradas

Porta Lgica XOR

Tambm chamado de OU EXCLUSIVO, uma mistura de NOTs, ANDs e OR, onde a sada s valer 1, quando apenas uma das entradas for igual a 1, e valer 0 quando ambas entradas forem iguais a 1 ou 0ou 0.

Porta XOR e Funo XOR

Na primeira entrada A, o bit j recebe o NOT (o crculo), e no segundo B tambm h um NOT (crculo), e ento so realizados dois AND, onde cada sada resulta em uma entrada para um OR.

Porta XOR com 3 entradas

Exemplo de uso de Portas Lgicas

Interatividade

A combinao de portas lgicas, conforme a figura, gerar qual funo lgica?

a) S = (A.B).(C.D)b) S = (A+B)+(C+D)c) S = (A B)+(C D)c) S = (A.B)+(C.D)d) S = (A+B+C+D)e) S = (A.B.C.D)

Nvel da Lgica Digital e os Componentes do Sistema Computacional

As portas lgicas so os elementos bsicos para a construo dos circuitos digitais.

A partir dos circuitos digitais os elementos do sistema computacional so formados.

Os circuitos digitais podem ser: Combinacionais. Aritmticos.

Circuitos Digitais Combinacionais

Possuem vrias entradas e sadas, nas quais as sadas so determinadas exclusivamente pelo valor presente nas entradas correspondentes.Ex: Multiplexadores.

Circuitos Digitais Aritmticos

So os circuitos utilizados na construo da Unidade Lgica e Aritmtica do processador, com finalidades especficas.

Exemplos: Deslocadores. Somadores. Subtratores.

Memria

uma combinao de circuitos lgicos que provem o armazenamento de instrues que sero executadas e os dados que sero armazenados.

Os elementos bsicos utilizados na construo das memrias so os flip-flops e os latches.

Latches o circuito lgico que sempre se lembra do valor fornecido em sua entrada.

Flip-flop um circuito lgico que so sensveis transio de sinal.

Registradores

So agrupamentos de flip-flops.Os registradores podem ser:

Seriais quando os bits so recebidos ou enviados um a um.

Paralelos quando os bits so Paralelos quando os bits so armazenados em um nico passo.

Registrador paralelo.

Registradores

Registrador serial.

Barramento

o caminho eltrico que faz a ligao de dois ou mais dispositivos.

So divididos quanto a sua funo: Comunicao interna do processador. Comunicao externos do Comunicao externos do

processador. Os computadores antigos tinham um

nico barramento externo, chamado barramento de sistema.

Barramentos Internos e Externos ao Processador

Barramentos e Dispositivos

Quando os dispositivos utilizam o barramento, sempre h o dispositivo principal e o secundrio.

O nico dispositivo que no pode ser o principal a memria, pois ela sempre recebe requisies.

O dispositivo principal tambm conhecido como mestre.

O dispositivo secundrio tambm conhecido como escravo.conhecido como escravo.

Barramentos e Dispositivos

Dispositivos mestres: dispositivos ativos, ou seja, que comandam o barramento.

Dispositivos escravos: dispositivos passivos, ou seja, no controlam o barramento.

Coprocessador EnviodeInstruesdoprocessadorparaoCoprocessador

Coprocessador Coprocessador buscaoperandos noprocessador

Interatividade

Sobre a classificao dos dispositivos, quando os mesmos esto interligados num barramento, considerada como incorreta:a) Um processador pode se comportar

como dispositivo primrio ou secundrio.

b) Um dispositivo E/S pode ser principal ou secundrio.

c) Quando h uma busca de instruo a memria um dispositivo mestre.memria um dispositivo mestre.

d) Um dispositivo mestre o primrioe) Uma memria sempre um dispositivo

escravo.

Tipos de Barramento

Temporizao dos Barramentos

No modo sncrono, h um oscilador de cristal (clock) que alimenta o barramento, e todas as atividades do barramento so executadas em um nmero inteiro de ciclos do sinal que so denominados ciclos de barramentodenominados ciclos de barramento.

No modo assncrono no h um sinal de clock, ento no existe um padro de tamanho para todas as execues, podendo cada uma ter um ciclo de tamanho diferenciadotamanho diferenciado.

Exemplos de Barramentos

ISA (Industry Standard Architecture). PCI (Peripheral Component

Interconnect). AGP (Accelerated Graphics Port). AMR (Audio Modem Riser) AMR (Audio Modem Riser). CNR (Communications and Network

Riser). ACR (Advanced Communications Riser). SATA (Serial Advanced Technology ( gy

Attachment). SCSI (Small Computer System Interface).USB (Universal Serial Bus):

Barramento ISA

Surgiu com o PC da IBM para sistemas baseados no processador 8088.

Inicialmente trabalhava com 8 bits e depois 16 bits.

Trabalhava com 16MB/s.Trabalhava com 16MB/s.

Barramento PCI

Substituiu o ISA em na dcada de 1990 e contava com 32 bits.

Trabalhava com 132 MB/s. Possua um slot menor que o ISA.

Evolues do Barramento PCI

PCI de 64 bits com transmisso de 512 MB/s.

PCI-X com 64 bits com transmisso de 4 GB/s.

PCI-EX com 64 bits com transmisso dePCI EX com 64 bits com transmisso de 8 GB/s.

Barramento AGP

um barramento voltado para a rea grfica, ou seja, os slots so para utilizao de placa de vdeo.

A computao grfica comeou a exigir hardwares que ilustrassem com mais qualidade as cores e as quantidades de pixels na tela.

O barramento AGP comeou a trabalhar com 32 bits, podendo transferir at 266 MBs, conseguindo assim atingir at 532 MBs.

Universal Serial Bus (USB)

a tecnologia que permitiu o avano da comunicao do computador com memrias secundrias.

Permitiu a comunicao mais rpida, simples que permitia a qualquer usurio colocar dispositivos no computador e utiliz-lo.

Essa comunicao foi iniciada no mercado com uma velocidade de transmisso de 190 KB/s, alcanando 1,5 MB/s. J a verso USB 2.0 evoluiu para 60 MB/s e a USB 3.0, que ainda no est no mercado, transmitir em torno de 600 MB por segundo.

Barramento do Pentium II

Resumo da Disciplina

Conhecemos as estruturas de hardware de um sistema computacional.

Entendemos o funcionamento dos vrios mdulos que compem um sistema computacional.

Conhecemos a organizao interna dos computadores.

Desenvolvemos uma viso crtica sobre os requisitos de desempenho associados a um sistema computacional.associados a um sistema computacional.

Interatividade

Qual dos itens abaixo diz respeito a um barramento baseado no processador 8088 para o IBM PC?a) ISAb) PCIb) PCIc) USBd) AGPe) PCI-X

AT A PRXIMA!